功率晶体管的特性VIP专享

功率晶体管(GTR）的特性 功率晶体管（GTR）具有控制方便、开关时间短、通态压降低、高频特性好、安全工作区宽等优点。但存在二次击穿问题和耐压难以提高的缺点，阻碍它的进一步进展。 —、结构特性 1、结构原理 功率晶体管是双极型大功率器件，又称巨型晶体管或电力勗体管，简称 GTR。它从本质上讲仍是晶体管，因而工作原理与一般晶体管相同。但是，由于它主要用在电力电子技术领域，电流容量大，耐压水平高,而且大多工作在开关状态,因此其结构与特性又有许多独特之处。 对 GTR 的要求主要是有足够的容量、适当的增益、较高的速度和较低的功耗等。由于GTR 电流大、功耗大,因此其工作状况出现了新特点、新问题。比如存在基区大注入效应、基区扩展效应和发射极电流集边效应等，使得电流增益下降、特征频率减小，导致局部过热等,为了削弱这种影响，必须在结构上实行适当的措施。目前常用的 GTR 器件有单管、达林顿管和模块三大系列。 三重扩散台面型 NPN 结构是单管 GTR 的典型结构,其结构和符号如图 1 所示。这种结构的优点是结面积较大，电流分布均匀，易于提高耐压和耗散热量；缺点是电流增益较低 ,一般约为 10～20g.图 1、功率晶体管结构及符号图 2、达林顿 GTR 结构（a）NPN—NPN 型、（b）PNP-NPNxing 达林顿结构是提高电流增益的一种有效方式。达林顿 GTR 由两个或多个晶体管复合而成,可以是 PNP 或 NPN 型,如图 2 所示，其中 V1 为驱动管,可饱和，而 V2 为输出管，不会饱和。达林顿 GTR 的电流增益 β 大大提高，但饱和压降 VCES 也较高且关断速度较慢。不难推得IC=ΒIB1.VCES= VCES1+VCES2（其中 β≈β1β2） 目前作为大功率开关应用最多的是 GTR 模块。它是将单个或多个达林顿结构 GTR 及其辅助元件如稳定电阻、加速二极管及续流二极管等，做在一起构成模块,如图 3 所示。为便于改善器件的开关过程或并联使用，有些模块的中间基极有引线引出。 GTR 模块结构紧凑、功能强，因而性能价格比大大提高.图 3、GTR 模块的等效电路 2、特性参数 1)输出特性与电流增益 GTR 的共射极输出特性如图 4 所示。可分为四个区，即：阻断区、线性区、准饱和区及深饱和区.用作开关时，应尽量避开工作于线性区，否则功耗很大。进入深饱和区,虽功耗小，但关断时间长且安全工作区变窄。因此一般工作于准饱和区。饱和压降 VCES 是一重要参数，它越小，GTR 的功耗越小。VCES 随 IC 和温度的...